RF-SOI勢不可擋 優勢爆表誰與爭鋒

在集成電路製造工藝方面，SOI（絕緣體上矽）越來越受到重視和認可，特別是在模擬/射頻電路方面，RF-SOI工藝的應用越來越廣泛，已經有逐步取代傳統的GaAs和SiGe之趨勢。

目前，RF-SOI技術主要應用於智慧型手機、Wi-Fi等無線通訊領域，3G/4G手機用的射頻器件，目前大部分已經從傳統的化合物半導體升級到RF-SOI技術。

射頻開關在高速發展的3G/4G多模多頻終端中的應用越來越廣泛，射頻終端的複雜度在不斷增加，特別是針對中國移動提出的「五模十頻」應用需求，這樣的需求導致在射頻終端中至少用到3個射頻開關，分別在數據、語音、分集接收端做不同頻段和模式的切換。

隨著系統複雜度的提高，射頻系統中開關的使用量會進一步增加。

前些天，在上海舉辦的「RF-SOI研討會」上，SOI產業聯盟執行董事卡洛斯·馬祖爾（Carlos Mazure）博士表示，RF-SOI生態系統已經建立完善，並成為射頻前端（FEM）、天線調諧器和天線開關模塊（ASM）中的開關晶片之主流技術。

相比傳統的GaAs工藝，RF-SOI可以同時提供優良的性能和低廉的成本。

目前，RF-SOI已經占據了95%的相關市場份額，該技術有利於IoT連接和5G的發展。

與此同時，為了能更好地與射頻前端器件結合，RF-SOI技術還需要更多的創新和突破性方案。

SOI產業聯盟是一家非盈利性的協會，聚集了各類從事SOI技術開發的公司，涵蓋學術界、材料、設備、製造、IP設計以及IC應用。

目前，該聯盟已有28家成員單位，並正在逐漸擴大。

微波應用為RF-SOI發展帶來絕佳契機

傳統的微波晶片都是用GaAs工藝設計並製造，隨著矽工藝的不斷發展和成熟，以矽為基礎的半導體工藝越來越適合做高頻微波集成電路，其在消費類電子領域應用的越來越多。

在消費類電子應用領域，由於低頻（3GHz以下）頻譜利用率已經很高，非常擁擠，隨著5G、AR/VR、物聯網（IoT）的發展，數據傳輸量巨大，對無線傳輸速度和帶寬提出了更高的要求，必須向高頻段（微波甚至毫米波）頻譜拓展，這些給微波集成電路提供了巨大的發展機遇。

微波集成電路採用的工藝主要有GaAs、SiGe BiCMOS、CMOS和RF-SOI，傳統採用的是GaAs，其優點是RF性能好、擊穿電壓高，缺點是成本高、難於集成。

目前，業界越來越多的公司都看重RF-SOI的發展，並不斷加大研發投入，其在功耗、易於集成方面具有先天優勢，但在擊穿電壓方面還有挑戰，如何提升它們的擊穿電壓，以實現好的線性度和大信號處理能力，是擺在研發工程師面前的首要問題。

華為海思開拓低功耗NB-IoT市場

華為海思公司從5G和物聯網（IoT），特別是華為大力推廣的NB-IoT（窄帶的低功耗廣域網）技術出發，就國內外的市場發展狀況，以及NB-IoT標準的演進和制定等，進行了細緻地闡述。

NB-IoT的一個最大的特點就是低功耗，而這正是SOI技術的優勢所在，因此，RF-SOI在未來的廣域物聯網中具有巨大的發展空間。

在射頻前端中，SOI將比CMOS更具優勢。

而在高頻區域，特別是微波，甚至是毫米波段，RF-SOI的優勢將得到充分發揮。

STM誓將低功耗進行到底

除了物聯網以外，STM（意法半導體）公司特別關注著汽車電子和未來的可穿戴電子設備市場，其頗具競爭優勢的MEMS產品，憑藉低功耗等優勢，將在這些市場發揮重要作用。

讓人眼前一亮的是，前些天剛剛面市的華米手錶當中用到的索尼超低功耗GPS晶片，則是由STM代工生產的，採用的正是SOI工藝，其低功耗優勢爆表。

STM還帶來了其用於射頻前端的低功耗技術H9SOIFEM，及其開關產品。

新傲科技SOI材料助力產業騰飛

上海新傲科技股份有限公司（SIMGUI）是一家研發和製造SOI材料的高科技公司，成立於2001年。

新傲科技的SOI材料廣泛應用於射頻器件、智能電源、MEMS、光電子等領域，是國內領先的高端矽基材料企業。

新傲科技總經理王慶宇博士表示：「國內RF-SOI的生態系統和產業鏈已經建成，但總體比較失衡。

手機生產廠家，系統設計公司在迅速增長，但是組件設計公司規模小，有些剛剛起步，國內晶片代工廠的RF-SOI 技術也不夠成熟。

」 對於SOI材料業，王慶宇博士說：「新傲科技的RF-SOI材料已經通過技術論證，並具備量產條件，這對完善RF-SOI產業鏈尤為關鍵」。

新傲科技的RF-SOI發展路線圖。

新傲科技已經實現年產10萬片8英寸晶圓之產能，可以用於生產RF以及智能電源管理的SOI產品， 並計劃在2017年擴產到年產出18萬片。

新傲科技可以在中國提供一體化的RF-SOI材料服務，是國內RF-SOI 產業鏈中重要的一環。

從過去的5年可以看出，RF-SOI應用已實現快速發展，並在逐步取代傳統的砷化鎵技術。

新傲科技的重要合作夥伴——法國Soitec公司強調，尖端的襯底技術將推動第5代移動通訊快速發展。

GlobalFoundries融合發展FD-SOI/ RF-SOI技術

GlobalFoundries（格羅方德）高級市場總監Peter A. Rabbeni表示，移動應用市場對RF-SOI的需求持續升溫，因為它以高性價比實現了低插入損耗，在廣泛的頻段內實現了低諧波和高線性度。

RF SOI能夠提高智慧型手機和平板電腦的性能和數據傳輸速度，同時有望在物聯網中發揮關鍵作用。

對於RF晶片製造商而言，RF-SOI為RF前端設計帶來了集成的優勢。

相比其他缺乏集成能力的工藝技術，RF-SOI可大幅降低RF前端模塊的成本。

此外，RF-SOI將多個RF元件集成到一個晶片中，節省了電路板空間。

這種集成可以減少晶片數量，有助於手機製造商設計出更簡單、功能齊全的射頻模塊。

與其他技術相比，在RF前端使用RF SOI技術將為移動設備帶來更好的線性度和更低的插入損耗，從而延長電池壽命，提高數據傳輸速率。

在設計複雜的SoC時，SOI的優勢是可集成多種功能，能夠縮小尺寸並簡化封裝，更具成本效益。

在能耗方面，它可提高物聯網應用的效率，並能實時應對不斷變化的網絡挑戰。

諸如FD-SOI/ RF-SOI等新技術在解決以低能耗實現高速/高帶寬系統難題時所體現出的優勢，已得到了業界的廣泛認可。

中芯國際RF-SOI製造蓄勢待發

中芯國際（SMIC）帶來了其最新的0.13μm RF-SOI工藝技術及其進展情況。

漢天下RF-SOI射頻開關與PA雙管齊下

RF-SOI工藝非常適合用來做射頻開關的設計，基於這種先進的工藝，可以將MIPI標準控制接口、濾波器等集成在開關模塊中，並且提供優良的ESD可靠性，用於3G/4G的移動終端中。

漢天下的楊清華博士表示：「我們已經用GlobalFoundries RF-SOI工藝實現了SP6T和SP8T開關的量產出貨，下一步計劃實現全系列高性能開關模塊產品的量產，同時也考慮用SOI做WI-FI類的產品設計。

並具有豐富的量產經驗。

在將來我們甚至可以用RF-SOI工藝來實現PA等產品的設計。

」

【關於轉載】：轉載僅限全文轉載並完整保留文章標題及內容，不得刪改、添加內容繞開原創保護，且文章開頭必須註明：轉自「半導體行業觀察icbank」微信公眾號。

謝謝合作！

【關於投稿】：歡迎半導體精英投稿，一經錄用將署名刊登，紅包重謝！來稿郵件請在標題標明「投稿」，並在稿件中註明姓名、電話、單位和職務。

歡迎添加我的個人微信號MooreRen001或發郵件到 [email protected]